ఆదర్శ గ్యాస్ మోడల్ కోసం ఏ ప్రకటనలు నిజం. క్లాసికల్ ఆదర్శ వాయువు

తెలిసినట్లుగా, ప్రకృతిలోని అనేక పదార్థాలు అగ్రిగేషన్ యొక్క మూడు స్థితులలో ఉంటాయి: ఘన, ద్రవమరియు వాయువు.

సంకలనం యొక్క వివిధ స్థితులలో పదార్థం యొక్క లక్షణాల సిద్ధాంతం భౌతిక ప్రపంచం యొక్క పరమాణు-పరమాణు నిర్మాణం గురించి ఆలోచనలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పదార్థం యొక్క నిర్మాణం (MKT) యొక్క పరమాణు గతి సిద్ధాంతం మూడు ప్రధాన సూత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

• అన్ని పదార్ధాలు చిన్న కణాలను (అణువులు, అణువులు, ప్రాథమిక కణాలు) కలిగి ఉంటాయి, వాటి మధ్య ఖాళీలు ఉన్నాయి;
• కణాలు నిరంతర ఉష్ణ చలనంలో ఉంటాయి;
• పదార్థం యొక్క కణాల మధ్య పరస్పర శక్తులు ఉన్నాయి (ఆకర్షణ మరియు వికర్షణ); ఈ శక్తుల స్వభావం విద్యుదయస్కాంతం.

దీనర్థం, పదార్ధం యొక్క సముదాయం యొక్క స్థితి అణువుల సాపేక్ష స్థానం, వాటి మధ్య దూరం, వాటి మధ్య పరస్పర శక్తులు మరియు వాటి కదలిక స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

పదార్ధం యొక్క కణాల మధ్య పరస్పర చర్య ఘన స్థితిలో ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది. అణువుల మధ్య దూరం వాటి స్వంత పరిమాణాలకు దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. ఇది చాలా బలమైన పరస్పర చర్యకు దారి తీస్తుంది, ఇది కణాలను తరలించడానికి ఆచరణాత్మకంగా అసాధ్యం చేస్తుంది: అవి ఒక నిర్దిష్ట సమతౌల్య స్థానం చుట్టూ డోలనం చేస్తాయి. వారు వారి ఆకారం మరియు వాల్యూమ్ని కలిగి ఉంటారు.

ద్రవాల లక్షణాలు వాటి నిర్మాణం ద్వారా కూడా వివరించబడ్డాయి. ద్రవాలలోని పదార్థం యొక్క కణాలు ఘనపదార్థాల కంటే తక్కువ తీవ్రతతో సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు అందువల్ల వాటి స్థానాన్ని ఆకస్మికంగా మార్చవచ్చు - ద్రవాలు వాటి ఆకారాన్ని కలిగి ఉండవు - అవి ద్రవంగా ఉంటాయి. ద్రవాలు వాల్యూమ్‌ను నిలుపుకుంటాయి.

వాయువు అనేది ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా అన్ని దిశలలో యాదృచ్ఛికంగా కదిలే అణువుల సమాహారం. వాయువులు వాటి స్వంత ఆకృతిని కలిగి ఉండవు, వాటికి అందించిన మొత్తం వాల్యూమ్‌ను ఆక్రమిస్తాయి మరియు సులభంగా కుదించబడతాయి.

పదార్థం యొక్క మరొక స్థితి ఉంది - ప్లాస్మా. ప్లాస్మా అనేది పాక్షికంగా లేదా పూర్తిగా అయనీకరణం చేయబడిన వాయువు, దీనిలో సానుకూల మరియు ప్రతికూల చార్జీల సాంద్రతలు దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి. తగినంతగా వేడి చేసినప్పుడు, ఏదైనా పదార్ధం ఆవిరైపోతుంది, వాయువుగా మారుతుంది. మీరు ఉష్ణోగ్రతను మరింత పెంచినట్లయితే, థర్మల్ అయనీకరణ ప్రక్రియ తీవ్రంగా పెరుగుతుంది, అనగా, గ్యాస్ అణువులు వాటి పరమాణువులలోకి విడదీయడం ప్రారంభిస్తాయి, అవి అయాన్లుగా మారుతాయి.

ఆదర్శ గ్యాస్ మోడల్. పీడనం మరియు సగటు గతి శక్తి మధ్య సంబంధం.

వాయు స్థితిలో ఒక పదార్ధం యొక్క ప్రవర్తనను నియంత్రించే చట్టాలను స్పష్టం చేయడానికి, నిజమైన వాయువుల యొక్క ఆదర్శవంతమైన నమూనా పరిగణించబడుతుంది - ఒక ఆదర్శ వాయువు. ఇది ఒక వాయువు, దీని అణువులు ఒకదానికొకటి దూరం వద్ద సంకర్షణ చెందని పదార్థ బిందువులుగా పరిగణించబడతాయి, కానీ ఘర్షణ సమయంలో ఒకదానితో ఒకటి మరియు కంటైనర్ గోడలతో సంకర్షణ చెందుతాయి.

ఆదర్శ వాయువు – ఇది ఒక వాయువు, దీనిలో దాని అణువుల మధ్య పరస్పర చర్య చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. (Ek>>Er)

ఆదర్శ వాయువు అనేది ప్రకృతిలో మనం గమనించే వాయువులను అర్థం చేసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్న నమూనా. ఇది ఏ వాయువును వర్ణించదు. గ్యాస్ ఎక్కువగా కుదించబడినప్పుడు, వాయువు ద్రవ స్థితికి మారినప్పుడు వర్తించదు. అణువుల మధ్య సగటు దూరం వాటి పరిమాణాల కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు నిజమైన వాయువులు ఆదర్శ వాయువుల వలె ప్రవర్తిస్తాయి, అనగా. తగినంత పెద్ద వాక్యూమ్‌ల వద్ద.

ఆదర్శ వాయువు యొక్క లక్షణాలు:

1. అణువుల మధ్య దూరం అణువుల పరిమాణం కంటే చాలా ఎక్కువ;
2. గ్యాస్ అణువులు చాలా చిన్నవి మరియు సాగే బంతులు;
3. ఆకర్షణ శక్తులు సున్నాకి ఉంటాయి;
4. గ్యాస్ అణువుల మధ్య పరస్పర చర్యలు ఘర్షణల సమయంలో మాత్రమే జరుగుతాయి మరియు ఘర్షణలు పూర్తిగా సాగేవిగా పరిగణించబడతాయి;
5. ఈ వాయువు యొక్క అణువులు యాదృచ్ఛికంగా కదులుతాయి;
6. న్యూటన్ చట్టాల ప్రకారం అణువుల కదలిక.

వాయు పదార్ధం యొక్క నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశి యొక్క స్థితి ఒకదానికొకటి ఆధారపడిన భౌతిక పరిమాణాల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది రాష్ట్ర పారామితులు.వీటితొ పాటు వాల్యూమ్వి, ఒత్తిడిpమరియు ఉష్ణోగ్రతటి.

గ్యాస్ వాల్యూమ్ద్వారా సూచించబడుతుంది వి. వాల్యూమ్గ్యాస్ ఎల్లప్పుడూ అది ఆక్రమించిన కంటైనర్ వాల్యూమ్‌తో సమానంగా ఉంటుంది. వాల్యూమ్ యొక్క SI యూనిట్ m 3.

ఒత్తిడి– శక్తి నిష్పత్తికి సమానమైన భౌతిక పరిమాణంఎఫ్, దానికి లంబంగా, ప్రాంతానికి ఉపరితల మూలకంపై నటనఎస్ఈ మూలకం.

p = ఎఫ్/ ఎస్ SI ఒత్తిడి యూనిట్ పాస్కల్[పా]

ఇప్పటి వరకు, ఒత్తిడి యొక్క నాన్-సిస్టమిక్ యూనిట్లు ఉపయోగించబడుతున్నాయి:

సాంకేతిక వాతావరణం 1 వద్ద = 9.81-104 Pa;

భౌతిక వాతావరణం 1 atm = 1.013-105 Pa;

మిల్లీమీటర్ల పాదరసం 1 mmHg కళ. = 133 పే;

1 atm = = 760 mm Hg. కళ. = 1013 hPa.

గ్యాస్ పీడనం ఎలా పుడుతుంది? ప్రతి వాయువు అణువు, అది ఉన్న పాత్ర యొక్క గోడను తాకి, తక్కువ వ్యవధిలో ఒక నిర్దిష్ట శక్తితో గోడపై పనిచేస్తుంది. గోడపై యాదృచ్ఛిక ప్రభావాల ఫలితంగా, ఒక నిర్దిష్ట (సగటు) విలువకు సంబంధించి గోడ యొక్క యూనిట్ ప్రాంతానికి అన్ని అణువులచే శక్తి వేగంగా మారుతుంది.

గ్యాస్ ఒత్తిడివాయువును కలిగి ఉన్న పాత్ర యొక్క గోడలపై అణువుల యొక్క యాదృచ్ఛిక ప్రభావాల ఫలితంగా సంభవిస్తుంది.

ఆదర్శ గ్యాస్ మోడల్ ఉపయోగించి, మేము లెక్కించవచ్చు ఓడ యొక్క గోడపై గ్యాస్ ఒత్తిడి.

ఒక పాత్ర యొక్క గోడతో అణువు యొక్క పరస్పర చర్య సమయంలో, న్యూటన్ యొక్క మూడవ నియమాన్ని పాటించే శక్తులు వాటి మధ్య తలెత్తుతాయి. ఫలితంగా, ప్రొజెక్షన్ υ xగోడకు లంబంగా ఉండే పరమాణు వేగం దాని చిహ్నాన్ని వ్యతిరేకంగా మారుస్తుంది మరియు ప్రొజెక్షన్ υ వైగోడకు సమాంతర వేగం మారదు.

ఒత్తిడిని కొలిచే పరికరాలను అంటారు ఒత్తిడి గేజ్‌లు.ప్రెజర్ గేజ్‌లు దాని సున్నితమైన మూలకం (పొర) లేదా ఇతర పీడన రిసీవర్ యొక్క యూనిట్ ప్రాంతానికి సమయ-సగటు ఒత్తిడి శక్తిని నమోదు చేస్తాయి.

లిక్విడ్ ప్రెజర్ గేజ్‌లు:

1. ఓపెన్ - వాతావరణం పైన ఉన్న చిన్న ఒత్తిడిని కొలిచేందుకు
2. మూసివేయబడింది - వాతావరణం క్రింద చిన్న ఒత్తిడిని కొలిచేందుకు, అనగా. చిన్న వాక్యూమ్

మెటల్ ఒత్తిడి గేజ్- అధిక పీడనాన్ని కొలవడానికి.

దీని ప్రధాన భాగం ఒక వక్ర ట్యూబ్ A, దీని ఓపెన్ ఎండ్ ట్యూబ్ Bకి విక్రయించబడుతుంది, దీని ద్వారా గ్యాస్ ప్రవహిస్తుంది మరియు క్లోజ్డ్ ఎండ్ బాణంతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. గ్యాస్ ట్యాప్ మరియు ట్యూబ్ B ద్వారా ట్యూబ్ A లోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు దానిని విడదీస్తుంది. ట్యూబ్ యొక్క ఉచిత ముగింపు, కదిలే, ట్రాన్స్మిషన్ మెకానిజం మరియు కదలికలో పాయింటర్ను సెట్ చేస్తుంది. స్కేల్ ఒత్తిడి యూనిట్లలో గ్రాడ్యుయేట్ చేయబడింది.

ఆదర్శ వాయువు యొక్క పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణం.

ప్రాథమిక MKT సమీకరణం: ఆదర్శ వాయువు యొక్క పీడనం అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి యొక్క ఉత్పత్తికి, అణువుల ఏకాగ్రత మరియు అణువుల వేగం యొక్క సగటు వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

p= 1/3m 0· n·v 2

m 0 - ఒక వాయువు అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి;

n = N/V – యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు అణువుల సంఖ్య, లేదా అణువుల ఏకాగ్రత;

v 2 - అణువుల కదలిక యొక్క మూల సగటు చదరపు వేగం.

అణువుల అనువాద చలనం యొక్క సగటు గతిశక్తి E = m 0 *v 2/2 కాబట్టి, ప్రాథమిక MKT సమీకరణాన్ని 2తో గుణిస్తే, మేము p = 2/3 n (m 0 v 2)/2 = 2/3ని పొందుతాము E n

p = 2/3 E n

గ్యాస్ పీడనం వాయువు యూనిట్ వాల్యూమ్‌లో ఉన్న అణువుల అనువాద చలనం యొక్క సగటు గతి శక్తిలో 2/3కి సమానం.

m 0 n = m 0 N/V = m/V = ρ, ఇక్కడ ρ అనేది వాయువు సాంద్రత కాబట్టి, మనకు ఉంటుంది p= 1/3· ρ·v 2

యునైటెడ్ గ్యాస్ చట్టం.

వాయువు యొక్క స్థితిని నిస్సందేహంగా వర్ణించే మాక్రోస్కోపిక్ పరిమాణాలను అంటారువాయువు యొక్క థర్మోడైనమిక్ పారామితులు.

వాయువు యొక్క అతి ముఖ్యమైన థర్మోడైనమిక్ పారామితులు దానివివాల్యూమ్వి, ఒత్తిడి p మరియు ఉష్ణోగ్రత T.

వాయువు యొక్క స్థితిలో ఏదైనా మార్పు అంటారుథర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియ.

ఏదైనా థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియలో, దాని స్థితిని నిర్ణయించే గ్యాస్ పారామితులు మారుతాయి.

ప్రక్రియ ప్రారంభంలో మరియు ముగింపులో కొన్ని పారామితుల విలువల మధ్య సంబంధాన్ని అంటారుగ్యాస్ చట్టం.

మూడు గ్యాస్ పారామితుల మధ్య సంబంధాన్ని వ్యక్తీకరించే గ్యాస్ చట్టం అంటారుయునైటెడ్ గ్యాస్ చట్టం.

p = nkT

నిష్పత్తి p = nkT ఒక వాయువు యొక్క పీడనాన్ని దాని ఉష్ణోగ్రత మరియు అణువుల సాంద్రతకు సంబంధించి ఒక ఆదర్శ వాయువు యొక్క నమూనా కోసం పొందబడింది, వీటిలో అణువులు ఒకదానితో ఒకటి మరియు సాగే ఘర్షణల సమయంలో మాత్రమే పాత్ర యొక్క గోడలతో సంకర్షణ చెందుతాయి. ఈ సంబంధాన్ని మరొక రూపంలో వ్రాయవచ్చు, గ్యాస్ - వాల్యూమ్ యొక్క మాక్రోస్కోపిక్ పారామితుల మధ్య సంబంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది వి, ఒత్తిడి p, ఉష్ణోగ్రత టిమరియు పదార్ధం మొత్తం ν. దీన్ని చేయడానికి మీరు సమానత్వాన్ని ఉపయోగించాలి

ఇక్కడ n అనేది అణువుల ఏకాగ్రత, N అనేది మొత్తం అణువుల సంఖ్య, V అనేది వాయువు పరిమాణం

అప్పుడు మనం పొందుతాము లేదా

స్థిరమైన వాయువు ద్రవ్యరాశి వద్ద N మారదు కాబట్టి, Nk అనేది స్థిరమైన సంఖ్య, అంటే

వాయువు యొక్క స్థిరమైన ద్రవ్యరాశి వద్ద, వాయువు యొక్క సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతతో విభజించబడిన వాల్యూమ్ మరియు పీడనం యొక్క ఉత్పత్తి ఈ వాయువు ద్రవ్యరాశి యొక్క అన్ని స్థితులకు ఒకే విలువ.

వాయువు యొక్క పీడనం, ఘనపరిమాణం మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని ఏర్పరిచే సమీకరణాన్ని 19వ శతాబ్దం మధ్యలో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త B. క్లాపేరోన్ పొందారు మరియు దీనిని తరచుగా పిలుస్తారు. క్లేపెరాన్ సమీకరణం.

క్లేపెరాన్ సమీకరణాన్ని మరొక రూపంలో వ్రాయవచ్చు.

p = nkT,

పరిగణలోకి

ఇక్కడ ఎన్- పాత్రలోని అణువుల సంఖ్య, ν - పదార్ధం మొత్తం, ఎన్ A అనేది అవగాడ్రో యొక్క స్థిరాంకం, m- పాత్రలో వాయువు ద్రవ్యరాశి, ఎం- వాయువు యొక్క మోలార్ ద్రవ్యరాశి. ఫలితంగా మనకు లభిస్తుంది:

ద్వారా అవగాడ్రో స్థిరాంకం N A యొక్క ఉత్పత్తిబోల్ట్జ్మాన్ స్థిరంగాk అంటారు సార్వత్రిక (మోలార్) వాయువు స్థిరాంకం మరియు లేఖ ద్వారా నియమించబడింది ఆర్.

SIలో దాని సంఖ్యా విలువ ఆర్= 8.31 J/mol K

నిష్పత్తి

అని పిలిచారు రాష్ట్రం యొక్క ఆదర్శ వాయువు సమీకరణం.

మేము అందుకున్న రూపంలో, ఇది మొదట D.I. మెండలీవ్చే వ్రాయబడింది. కాబట్టి, వాయువు యొక్క స్థితి యొక్క సమీకరణం అంటారు క్లాపిరాన్-మెండలీవ్ సమీకరణం.`

ఏదైనా వాయువు యొక్క ఒక మోల్ కోసం ఈ సంబంధం రూపాన్ని తీసుకుంటుంది: pV=RT

ఇన్‌స్టాల్ చేద్దాం మోలార్ గ్యాస్ స్థిరాంకం యొక్క భౌతిక అర్థం. E ఉష్ణోగ్రత వద్ద పిస్టన్ కింద ఒక నిర్దిష్ట సిలిండర్‌లో 1 మోల్ గ్యాస్ ఉందని అనుకుందాం, దాని వాల్యూమ్ V. వాయువును ఐసోబారికల్‌గా (స్థిరమైన పీడనం వద్ద) 1 K ద్వారా వేడి చేస్తే, పిస్టన్ ఒక స్థాయికి పెరుగుతుంది. ఎత్తు Δh, మరియు వాయువు పరిమాణం ΔV ద్వారా పెరుగుతుంది.

సమీకరణం రాద్దాం pV= RTవేడిచేసిన వాయువు కోసం: p (V + ΔV) = R (T + 1)

మరియు ఈ సమానత్వం నుండి pV=RT సమీకరణాన్ని తీసివేయండి, వేడి చేయడానికి ముందు వాయువు యొక్క స్థితికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. మనకు pΔV = R వస్తుంది

ΔV = SΔh, ఇక్కడ S అనేది సిలిండర్ యొక్క బేస్ యొక్క ప్రాంతం. ఫలిత సమీకరణంలోకి ప్రత్యామ్నాయం చేద్దాం:

pS = F - ఒత్తిడి శక్తి.

మేము FΔh = R ను పొందుతాము మరియు పిస్టన్ యొక్క శక్తి మరియు స్థానభ్రంశం FΔh = A అనేది వాయువు విస్తరణ సమయంలో బాహ్య శక్తులకు వ్యతిరేకంగా ఈ శక్తిచే నిర్వహించబడే పిస్టన్‌ను కదిలించే పని.

ఈ విధంగా, ఆర్ = ఎ.

సార్వత్రిక (మోలార్) గ్యాస్ స్థిరాంకం 1 K ద్వారా ఐసోబారికల్‌గా వేడి చేయబడినప్పుడు 1 మోల్ గ్యాస్ చేసిన పనికి సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది.

ఆదర్శ వాయువు అనేది వాయువు యొక్క సైద్ధాంతిక నమూనా, దీనిలో వాయువు కణాల పరిమాణాలు మరియు పరస్పర చర్యలు నిర్లక్ష్యం చేయబడతాయి మరియు వాటి సాగే ఘర్షణలు మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి.

ఆదర్శ వాయువు నమూనాను 1847లో J. హెరాపత్ ప్రతిపాదించారు. ఈ నమూనా ఆధారంగా, గ్యాస్ చట్టాలు సిద్ధాంతపరంగా ఉత్పన్నమయ్యాయి (బాయిల్-మారియోట్ చట్టం, గే-లుసాక్ చట్టం, చార్లెస్ చట్టం, అవగాడ్రో చట్టం), ఇది గతంలో ప్రయోగాత్మకంగా స్థాపించబడింది. ఆదర్శ వాయువు నమూనా వాయువుల పరమాణు గతి సిద్ధాంతానికి ఆధారం.

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ప్రాథమిక నియమాలు రాష్ట్ర సమీకరణంమరియు అవగాడ్రో చట్టందీనిలో మొదటిసారిగా వాయువు యొక్క స్థూల లక్షణాలు (పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, ద్రవ్యరాశి) అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశికి సంబంధించినవి (మెండలీవ్-క్లాపేరాన్ సమీకరణం లేదా ఆదర్శ వాయువు యొక్క స్థితి సమీకరణం)

వాయువు యొక్క సరళమైన నమూనాలో, అణువులు ద్రవ్యరాశితో చాలా చిన్న, ఘన బంతులుగా పరిగణించబడతాయి. వ్యక్తిగత అణువుల కదలిక న్యూటన్ యొక్క మెకానిక్స్ నియమాలకు లోబడి ఉంటుంది. వాస్తవానికి, అరుదైన వాయువులలోని అన్ని ప్రక్రియలు అటువంటి నమూనాను ఉపయోగించి వివరించబడవు, కానీ దానిని ఉపయోగించి గ్యాస్ పీడనాన్ని లెక్కించవచ్చు.

2. MKT యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణం

§ ఆదర్శ వాయువు.వాయు స్థితిలో పదార్థం యొక్క లక్షణాలను వివరించడానికి, ఆదర్శ వాయువు నమూనా ఉపయోగించబడుతుంది. ఆదర్శ వాయువు నమూనా కింది వాటిని ఊహిస్తుంది: పాత్ర యొక్క వాల్యూమ్‌తో పోలిస్తే అణువులు చాలా తక్కువ పరిమాణంలో ఉంటాయి, అణువుల మధ్య ఆకర్షణీయమైన శక్తులు లేవు మరియు అణువులు ఒకదానితో ఒకటి ఢీకొన్నప్పుడు మరియు పాత్ర యొక్క గోడలతో, వికర్షక శక్తులు పనిచేస్తాయి.

§ ఆదర్శ వాయువు పీడనం.పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క మొదటి మరియు ముఖ్యమైన విజయాలలో ఒకటి నౌక యొక్క గోడలపై వాయువు పీడనం యొక్క దృగ్విషయం యొక్క గుణాత్మక మరియు పరిమాణాత్మక వివరణ.

§ గ్యాస్ పీడనం యొక్క గుణాత్మక వివరణ ఏమిటంటే, ఆదర్శ వాయువు అణువులు, కంటైనర్ యొక్క గోడలతో ఢీకొన్నప్పుడు, మెకానిక్స్ చట్టాల ప్రకారం సాగే శరీరాలుగా వాటితో సంకర్షణ చెందుతాయి. ఒక అణువు ఒక పాత్ర యొక్క గోడతో ఢీకొన్నప్పుడు, అక్షం మీద వేగం వెక్టార్ ప్రొజెక్షన్ ఓహ్,గోడకు లంబంగా, దాని చిహ్నాన్ని వ్యతిరేకంగా మారుస్తుంది, కానీ పరిమాణంలో స్థిరంగా ఉంటుంది

§ ఘర్షణ సమయంలో, అణువు న్యూటన్ యొక్క మూడవ నియమం ప్రకారం, పరిమాణంలో మరియు వ్యతిరేక దిశలో ఉన్న శక్తికి సమానమైన శక్తితో గోడపై పనిచేస్తుంది.

§ చాలా గ్యాస్ అణువులు ఉన్నాయి మరియు గోడపై వాటి ప్రభావాలు చాలా ఎక్కువ పౌనఃపున్యంతో ఒకదాని తర్వాత ఒకటి అనుసరిస్తాయి. ఓడ యొక్క గోడతో ఢీకొనే సమయంలో వ్యక్తిగత అణువుల భాగంలో పనిచేసే శక్తుల రేఖాగణిత మొత్తం యొక్క సగటు విలువ వాయువు పీడన శక్తి. గ్యాస్ పీడనం గోడ ప్రాంతానికి ఒత్తిడి శక్తి యొక్క మాడ్యులస్ నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది ఎస్:

§ పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాల ఉపయోగం ఆధారంగా, ద్రవ్యరాశి తెలిస్తే గ్యాస్ పీడనాన్ని లెక్కించడం సాధ్యమయ్యే సమీకరణం పొందబడింది. m 0 వాయువు అణువులు, అణువుల మరియు ఏకాగ్రత యొక్క స్క్వేర్డ్ వేగం యొక్క సగటు విలువ nఅణువులు:

§ సమీకరణం అంటారు పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణం.
ఆదర్శ వాయువు యొక్క అణువుల అనువాద చలనం యొక్క గతి శక్తి యొక్క సగటు విలువను సూచిస్తుంది:

3. గ్యాస్ ఒత్తిడి

పీడనం అనేది యూనిట్ ప్రాంతానికి శక్తి.

ఒక వాయువు యొక్క పీడనం దాని అణువులు కంటైనర్ యొక్క గోడలను తాకడం వలన ఏర్పడుతుంది.

గ్యాస్ ఒత్తిడి. మెండలీవ్ - క్లేపెరాన్ సమీకరణం

గ్యాస్ ఒత్తిడి. క్లేపెరాన్ సమీకరణం.
ఏకీకృత గ్యాస్ చట్టం (m-const వద్ద).

టిక్కెట్ నంబర్ 25

సాధారణ స్థితిలో స్వచ్ఛమైన ఘనపదార్థాలు నిర్మాణ యూనిట్ల యొక్క దాదాపు పూర్తి క్రమాన్ని కలిగి ఉన్న స్ఫటికాలు: అణువులు, అయాన్లు లేదా అణువులు. నిరాకార ఘనపదార్థాల యొక్క చిన్న సమూహం అంటారు - గాజు, రెసిన్లు, ప్లాస్టిక్‌లు మొదలైనవి, వీటిలో భాగాలు (స్థూల కణాలు లేదా మాక్రోయాన్‌లు) దాదాపు పూర్తిగా క్రమం చేయబడవు. నిరాకార ఘనపదార్థాలను చాలా ఎక్కువ స్నిగ్ధత కలిగిన సూపర్ కూల్డ్ ద్రవాలుగా పరిగణించవచ్చు. వాటికి ఆర్డర్ చేయబడిన క్రిస్టల్ లాటిస్ లేదు, నిర్దిష్ట ద్రవీభవన బిందువులు లేవు, కానీ విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో కరుగుతాయి. అవి ఐసోట్రోపిక్; దీని అర్థం అటువంటి పదార్ధాల భౌతిక లక్షణాలు అన్ని దిశలలో స్థిరంగా ఉంటాయి.

నిరాకార వస్తువులు మరియు ద్రవాలు కాకుండా, స్ఫటికాలలో, చిత్రంలో చూపిన విధంగా, ఘన శరీరం యొక్క పరమాణువుల అమరికలో దీర్ఘ-శ్రేణి క్రమం ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో అణువులు సాధారణ ప్రాదేశిక గ్రిడ్ (క్రిస్టల్ లాటిస్) నోడ్‌ల వద్ద ఉన్నాయి. అంతరిక్షంలో ఏదైనా దిశలో A, B, C, D, E, ..., అణువుల కేంద్రాల గుండా వెళుతుంది, రెండు పొరుగు అణువుల కేంద్రాల మధ్య దూరం మొత్తం రేఖ వెంట మారదు, కానీ వేర్వేరు పంక్తులకు భిన్నంగా ఉంటుంది. దీనికి అనుగుణంగా, భౌతిక లక్షణాలు (ఎలాస్టిక్, మెకానికల్, థర్మల్, ఎలక్ట్రికల్, మాగ్నెటిక్, ఆప్టికల్ మొదలైనవి., సాధారణంగా చెప్పాలంటే, వేర్వేరు దిశల్లో విభిన్నంగా ఉంటాయి. వివిధ దిశలలో క్రిస్టల్ యొక్క అసమాన లక్షణాలను అనిసోట్రోపి అంటారు.

టికెట్ నం. 26

శరీరంపై బాహ్య యాంత్రిక ప్రభావం సమతౌల్య స్థానాల నుండి అణువుల స్థానభ్రంశంకు కారణమవుతుంది మరియు శరీరం యొక్క ఆకారం మరియు వాల్యూమ్‌లో మార్పుకు దారితీస్తుంది, అనగా, దాని వైకల్యానికి. వైకల్యం యొక్క సరళమైన రకాలు ఉద్రిక్తత మరియు కుదింపు. క్రేన్ల కేబుల్స్, కేబుల్ కార్లు, టోయింగ్ కేబుల్స్ మరియు సంగీత వాయిద్యాల తీగలు ఉద్రిక్తతను అనుభవిస్తాయి. భవనాల గోడలు మరియు పునాదులు కుదింపుకు లోబడి ఉంటాయి. భవనాలు మరియు వంతెనలలో నేల కిరణాల ద్వారా వంపులు అనుభవించబడతాయి. బెండింగ్ వైకల్యం కుదింపు మరియు ఉద్రిక్తత వైకల్యాలకు తగ్గించబడుతుంది, ఇది శరీరంలోని వివిధ భాగాలలో మారుతుంది.

ఒత్తిడి మరియు ఒత్తిడి.సంపీడన మరియు తన్యత వైకల్యం సంపూర్ణ పొడిగింపు ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది Δl, సాగదీయడానికి ముందు నమూనా పొడవుల వ్యత్యాసానికి సమానం l 0మరియు దాని తర్వాత ఎల్ :

ఉద్రిక్తతలో సంపూర్ణ పొడుగు సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు కుదింపులో ఇది ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

నమూనా పొడవుకు సంపూర్ణ పొడుగు నిష్పత్తిని అంటారు సాపేక్ష పొడుగు :

శరీరం వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు, సాగే శక్తులు ఉత్పన్నమవుతాయి. శరీరం యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతానికి సాగే శక్తి యొక్క మాడ్యులస్ నిష్పత్తికి సమానమైన భౌతిక పరిమాణాన్ని అంటారు యాంత్రిక ఒత్తిడి :

యాంత్రిక ఒత్తిడి యొక్క SI యూనిట్ పాస్కల్(పా) .

మొత్తం శరీరం యొక్క వైకల్యం యొక్క సరళమైన రకాలు:

§ టెన్షన్-కంప్రెషన్,

§ టోర్షన్.

చాలా ఆచరణాత్మక సందర్భాలలో, గమనించిన వైకల్యం అనేక ఏకకాల సాధారణ వైకల్యాల కలయిక. అయితే, అంతిమంగా, ఏదైనా వైకల్యాన్ని రెండు సరళమైన వాటికి తగ్గించవచ్చు: టెన్షన్ (లేదా కుదింపు) మరియు కోత.

టికెట్ నం. 27

ద్రవీభవన అనేది ఒక పదార్ధాన్ని ఘన స్ఫటికాకార స్థితి నుండి ద్రవంగా మార్చే ప్రక్రియ. ఉష్ణ శోషణతో స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవీభవన సంభవిస్తుంది. ద్రవీభవన సమయంలో, సరఫరా చేయబడిన వేడి అంతా క్రిస్టల్ లాటిస్‌లోని పరమాణువుల (అణువుల) క్రమమైన ప్రాదేశిక అమరికను దెబ్బతీస్తుంది అనే వాస్తవం ద్వారా ఉష్ణోగ్రత యొక్క స్థిరత్వం వివరించబడింది. ఈ సందర్భంలో, అణువుల మధ్య సగటు దూరం మరియు తత్ఫలితంగా, పరస్పర శక్తులు కొద్దిగా మారుతాయి. ఇచ్చిన క్రిస్టల్ కోసం ద్రవీభవన స్థానం? దాని ముఖ్యమైన లక్షణం, కానీ ఇది స్థిరమైన విలువ కాదు, కానీ ద్రవీభవన సంభవించే బాహ్య ఒత్తిడిపై గణనీయంగా ఆధారపడి ఉంటుంది. చాలా స్ఫటికాలకు (నీరు మరియు కొన్ని మిశ్రమాలకు మినహా), పెరుగుతున్న బాహ్య పీడనంతో ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే అధిక పీడనం వద్ద పరమాణువులను ఒకదానికొకటి దూరంగా తరలించడానికి థర్మల్ మోషన్ యొక్క ఎక్కువ శక్తి అవసరం, అంటే, అధిక ఉష్ణోగ్రత.

ఫ్యూజన్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడి- ఘన (స్ఫటికాకార) స్థితి నుండి ద్రవానికి బదిలీ చేయడానికి సమతౌల్య ఐసోబారిక్-ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియలో స్ఫటికాకార పదార్ధం యొక్క ఒక యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి అందించాల్సిన వేడి మొత్తం (స్ఫటికీకరణ సమయంలో అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది. పదార్ధం యొక్క).

ఫ్యూజన్ యొక్క వేడి అనేది మొదటి-ఆర్డర్ దశ పరివర్తన యొక్క వేడి యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం.

నిర్దిష్ట ఫ్యూజన్ హీట్ (J/kg) మరియు మోలార్ హీట్ (J/mol) మధ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది.

కలయిక యొక్క నిర్దిష్ట వేడిని అక్షరం (గ్రీకు అక్షరం లాంబ్డా) ఫ్యూజన్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడిని లెక్కించడానికి సూత్రం: , ఫ్యూజన్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడి ఎక్కడ ఉంది, ద్రవీభవన సమయంలో (లేదా స్ఫటికీకరణ సమయంలో విడుదలయ్యే) పదార్ధం స్వీకరించిన వేడి మొత్తం, ద్రవీభవన (స్ఫటికీకరణ) పదార్ధం యొక్క ద్రవ్యరాశి.

టికెట్ నం. 28

థర్మోడైనమిక్స్- వేడి మరియు ఇతర రకాల శక్తి యొక్క సంబంధాలు మరియు పరివర్తనలను అధ్యయనం చేసే భౌతిక శాస్త్ర విభాగం. రసాయన థర్మోడైనమిక్స్, వేడి విడుదల లేదా శోషణకు సంబంధించిన భౌతిక మరియు రసాయన పరివర్తనలను అధ్యయనం చేస్తుంది, అలాగే థర్మల్ ఇంజనీరింగ్, ప్రత్యేక విభాగాలుగా మారాయి.

థర్మోడైనమిక్స్‌లో, మేము వ్యక్తిగత అణువులతో కాకుండా, భారీ సంఖ్యలో కణాలతో కూడిన స్థూల శరీరాలతో వ్యవహరిస్తాము. ఈ శరీరాలను థర్మోడైనమిక్ సిస్టమ్స్ అంటారు. థర్మోడైనమిక్స్‌లో, థర్మల్ దృగ్విషయాలు స్థూల పరిమాణాల ద్వారా వివరించబడతాయి - పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, వాల్యూమ్, ..., ఇవి వ్యక్తిగత అణువులు మరియు అణువులకు వర్తించవు.

సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రంలో, థర్మల్ ప్రక్రియల దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేసే దృగ్విషయ థర్మోడైనమిక్స్‌తో పాటు, గణాంక థర్మోడైనమిక్స్ ఉంది, ఇది థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క యాంత్రిక ధృవీకరణ కోసం సృష్టించబడింది మరియు గణాంక భౌతిక శాస్త్రం యొక్క మొదటి శాఖలలో ఒకటి.

.

శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తి (E లేదా Uగా సూచించబడుతుంది) అనేది పరమాణు పరస్పర చర్యలు మరియు అణువు యొక్క ఉష్ణ కదలికల శక్తుల మొత్తం. అంతర్గత శక్తి అనేది వ్యవస్థ యొక్క స్థితి యొక్క ప్రత్యేక విధి. దీనర్థం, సిస్టమ్ ఇచ్చిన స్థితిలో ఉన్నప్పుడల్లా, దాని అంతర్గత శక్తి వ్యవస్థ యొక్క మునుపటి చరిత్రతో సంబంధం లేకుండా ఈ స్థితిలో అంతర్లీనంగా ఉన్న విలువను తీసుకుంటుంది. పర్యవసానంగా, పరివర్తన జరిగిన మార్గంతో సంబంధం లేకుండా, ఒక స్థితి నుండి మరొక స్థితికి పరివర్తన సమయంలో అంతర్గత శక్తిలో మార్పు ఎల్లప్పుడూ తుది మరియు ప్రారంభ స్థితులలో దాని విలువల మధ్య వ్యత్యాసానికి సమానంగా ఉంటుంది.

శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తిని నేరుగా కొలవలేము. మీరు అంతర్గత శక్తిలో మార్పును మాత్రమే నిర్ణయించగలరు:

§ - శరీరానికి తీసుకురాబడింది వేడి, లో కొలుస్తారు జూల్స్

§ - ఉద్యోగంబాహ్య శక్తులకు వ్యతిరేకంగా శరీరంచే నిర్వహించబడుతుంది, జూల్స్‌లో కొలుస్తారు

ఈ ఫార్ములా ఒక గణిత వ్యక్తీకరణ థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మొదటి నియమం

కోసం పాక్షిక-స్థిర ప్రక్రియలుకింది సంబంధం కలిగి ఉంది:

§ - ఉష్ణోగ్రత, లో కొలుస్తారు కెల్విన్లు

§ - ఎంట్రోపీ, జూల్స్/కెల్విన్‌లో కొలుస్తారు

§ - ఒత్తిడి, లో కొలుస్తారు పాస్కల్స్

§ - రసాయన సంభావ్యత

§ - వ్యవస్థలోని కణాల సంఖ్య

అణువులను అనువాద మరియు భ్రమణ కదలికలు రెండింటినీ చేసే మెటీరియల్ పాయింట్ల (అణువులు) వ్యవస్థలుగా పరిగణించవచ్చు. శరీరం యొక్క కదలికను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, ఎంచుకున్న కోఆర్డినేట్ వ్యవస్థకు సంబంధించి దాని స్థానాన్ని తెలుసుకోవడం అవసరం. ఈ ప్రయోజనం కోసం, శరీరం యొక్క స్వేచ్ఛ యొక్క డిగ్రీల భావన పరిచయం చేయబడింది. అంతరిక్షంలో శరీరం యొక్క స్థానాన్ని పూర్తిగా నిర్ణయించే స్వతంత్ర కోఆర్డినేట్ల సంఖ్యను శరీరం యొక్క స్వేచ్ఛ డిగ్రీల సంఖ్య అంటారు.

ఒక పాయింట్ సరళ రేఖ వెంట కదులుతున్నప్పుడు, దాని స్థానాన్ని అంచనా వేయడానికి, మీరు ఒక కోఆర్డినేట్ తెలుసుకోవాలి, అనగా. ఒక బిందువుకు ఒక స్థాయి స్వేచ్ఛ ఉంటుంది. కదలిక బిందువు విమానంలో ఉంటే, దాని స్థానం రెండు కోఆర్డినేట్‌ల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది; ఈ సందర్భంలో, పాయింట్ రెండు డిగ్రీల స్వేచ్ఛను కలిగి ఉంటుంది. అంతరిక్షంలో ఒక బిందువు స్థానం 3 కోఆర్డినేట్‌ల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. స్వేచ్ఛ యొక్క డిగ్రీల సంఖ్య సాధారణంగా i అక్షరంతో సూచించబడుతుంది. ఒక సాధారణ పరమాణువును కలిగి ఉండే అణువులు మెటీరియల్ పాయింట్లుగా పరిగణించబడతాయి మరియు మూడు డిగ్రీల స్వేచ్ఛను కలిగి ఉంటాయి (ఆర్గాన్, హీలియం).

టికెట్ నం. 29

థర్మోడైనమిక్స్‌లో పని చేయండి.
థర్మోడైనమిక్స్‌లో, మొత్తం శరీరం యొక్క కదలిక పరిగణించబడదు మరియు మేము ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా స్థూల శరీర భాగాల కదలిక గురించి మాట్లాడుతున్నాము. పని పూర్తయినప్పుడు, శరీరం యొక్క వాల్యూమ్ మారుతుంది, కానీ దాని వేగం సున్నాగా ఉంటుంది. కానీ వేగంశరీర అణువులు మారతాయి! అందువలన, శరీర ఉష్ణోగ్రత మారుతుంది. కారణం ఏమిటంటే, కదిలే పిస్టన్‌తో (గ్యాస్ కంప్రెషన్) ఢీకొన్నప్పుడు, అణువుల యొక్క గతిశక్తి మారుతుంది - పిస్టన్ దాని యాంత్రిక శక్తిలో కొంత భాగాన్ని వదులుకుంటుంది. తిరోగమన పిస్టన్ (విస్తరణ)తో ఢీకొన్నప్పుడు, అణువుల వేగం తగ్గుతుంది మరియు వాయువు చల్లబడుతుంది. థర్మోడైనమిక్స్లో పని చేస్తున్నప్పుడు, మాక్రోస్కోపిక్ శరీరాల స్థితి మారుతుంది: వాటి వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత.
- పిస్టన్ నుండి వాయువుపై పనిచేసే శక్తి. A అనేది వాయువును కుదించడానికి బాహ్య శక్తుల పని. - గ్యాస్ వైపు నుండి పిస్టన్‌పై పనిచేసే శక్తి. A" అనేది విస్తరణ ద్వారా వాయువు యొక్క పని. = - - న్యూటన్ యొక్క 3వ నియమం ప్రకారం. కాబట్టి: A = - A" = pS, ఇక్కడ p అనేది పీడనం, S అనేది పిస్టన్ యొక్క ప్రాంతం. వాయువు విస్తరిస్తే: Dh=h 2 - h 1 - పిస్టన్ కదలిక. V 1 = Sh 1 ; V 2 = Sh 2.

మోలార్ గ్యాస్ స్థిరాంకం యొక్క భౌతిక అర్థం. ఆదర్శ వాయువు 1వ స్థితి నుండి 2వ స్థితికి ఐసోబారిక్ పరివర్తనకు లోనవుతుంది. రెండు రాష్ట్రాల్లోనూ ఒత్తిడి ఒకేలా ఉంది, దానిని సూచిస్తాం p. ఏ రాష్ట్రానికైనా, Clapeyron-Mendeleev సమీకరణం చెల్లుతుంది, కాబట్టి మనం వ్రాయవచ్చు:
p 1 V 1 = RT 1మరియు p 2 V 2 = RT 2.
గ్యాస్ చేసిన పనిని కనుగొనండి:
A = p V = p(V 2 – V 1) = pV 2 – pV 1.
పైన పొందిన సంబంధాలను ప్రత్యామ్నాయం చేద్దాం, అప్పుడు:
A = RT 2 – RT 1 = R(T 2 – T 1).
ఉష్ణోగ్రతలో మార్పు కుండలీకరణాల్లో ఉంది, కాబట్టి మనం చివరకు పొందుతాము:

ఒక మోల్ గ్యాస్ ఉంటే మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పు 1 K అయితే, పని మోలార్ గ్యాస్ స్థిరాంకానికి సమానంగా ఉంటుంది.
మోలార్ గ్యాస్ స్థిరాంకం 1 K ద్వారా ఐసోబారికల్‌గా వేడి చేయబడినప్పుడు ఆదర్శ వాయువు యొక్క ఒక మోల్ చేసే పనికి సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది..

టిక్కెట్ నంబర్ 30

1.ఉష్ణ బదిలీ భౌతికబదిలీ ప్రక్రియ ఉష్ణ శక్తివేడిగా ఉండే శరీరం నుండి చల్లగా ఉండే శరీరానికి నేరుగా (పరిచయం ద్వారా) లేదా ఏదైనా పదార్థంతో చేసిన వేరుచేసే (శరీరం లేదా పర్యావరణం) విభజన ద్వారా. ఒక వ్యవస్థ యొక్క భౌతిక శరీరాలు వేర్వేరుగా ఉన్నప్పుడు ఉష్ణోగ్రత, అప్పుడు అది జరుగుతుంది ఉష్ణ శక్తి బదిలీ, లేదా ప్రారంభానికి ముందు ఒక శరీరం నుండి మరొక శరీరానికి ఉష్ణ బదిలీ థర్మోడైనమిక్ సమతుల్యత. ఆకస్మిక ఉష్ణ బదిలీ ఎల్లప్పుడూవేడిగా ఉండే శరీరం నుండి చల్లగా ఉంటుంది, ఇది పర్యవసానంగా ఉంటుంది థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క రెండవ నియమం

2. మొత్తంగా, మూడు సాధారణ (ప్రాథమిక) ఉష్ణ బదిలీ రకాలు ఉన్నాయి:

§ ఉష్ణ వాహకత

§ ఉష్ణప్రసరణ

§ థర్మల్ రేడియేషన్

వివిధ రకాలైన సంక్లిష్ట ఉష్ణ బదిలీ కూడా ఉన్నాయి, ఇవి ప్రాథమిక రకాల కలయిక. ప్రధానమైనవి:

§ ఉష్ణ బదిలీ (ద్రవ లేదా వాయువు ప్రవాహాలు మరియు ఘన ఉపరితలం మధ్య ఉష్ణప్రసరణ ఉష్ణ మార్పిడి);

§ ఉష్ణ బదిలీ (వాటిని వేరుచేసే గోడ ద్వారా వేడి ద్రవం నుండి చల్లని ద్రవానికి ఉష్ణ మార్పిడి);

§ ఉష్ణప్రసరణ-రేడియేటివ్ ఉష్ణ బదిలీ (రేడియేషన్ మరియు ఉష్ణప్రసరణ ద్వారా కలిపి ఉష్ణ బదిలీ);

§ ఉష్ణ అయస్కాంత ప్రసరణ

టిక్కెట్ నంబర్ 35

హీట్ ఇంజన్లు.
హీట్ ఇంజన్లు వ్యవస్థ యొక్క అంతర్గత శక్తిలో కొంత భాగాన్ని యాంత్రిక శక్తిగా మారుస్తాయి మరియు దాని కారణంగా, యాంత్రిక పనిని చేస్తాయి..
హీట్ ఇంజిన్ పనిచేయడానికి, మూడు శరీరాలు తప్పనిసరిగా ఉండాలి: హీటర్, పని చేసే ద్రవం మరియు రిఫ్రిజిరేటర్ (Fig. 5.1).
హీట్ ఇంజిన్ చక్రీయంగా పనిచేస్తుంది. హీటర్ నుండి కొంత మొత్తంలో వేడిని పొందడం Q 1, పని ద్రవం, విస్తరించడం, యాంత్రిక పని చేస్తుంది ఎ, అప్పుడు దాని అసలు స్థితికి తిరిగి వస్తుంది - అది కంప్రెస్ చేస్తుంది, అయితే వేడి యొక్క ఖర్చు చేయని భాగం Q 2అది రిఫ్రిజిరేటర్‌కు ఇస్తుంది.

అన్నం. 5.1

ప్రతి చక్రానికి పని దీనికి సమానం:
A = Q 1 – Q 2,
మరియు సమర్థత హీట్ ఇంజిన్ సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది:

మొదటి ఆవిరి యంత్రాల సామర్థ్యం 10-15% మించలేదు. సమర్థత పవర్ ప్లాంట్లలో ఉపయోగించే ఆధునిక ఆవిరి టర్బైన్లు 25%కి దగ్గరగా ఉంటాయి, గ్యాస్ టర్బైన్లకు ఇది 50%కి చేరుకుంటుంది. అంతర్గత దహన యంత్రాలు సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి. 40-45%, మరియు టర్బోజెట్ ఇంజిన్లకు ఇది 60-70%.
హీటర్ నుండి అందుకున్న మొత్తం వేడిని యాంత్రిక పనిగా మార్చే హీట్ ఇంజిన్‌ను సృష్టించడం అసాధ్యం.
ఇది ప్రత్యామ్నాయ సూత్రీకరణ థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క రెండవ నియమం.

ఆదర్శ వాయువు అనేది అరుదైన వాయువు యొక్క నమూనా, దీనిలో అణువుల మధ్య పరస్పర చర్యలు నిర్లక్ష్యం చేయబడతాయి. అణువుల మధ్య పరస్పర శక్తులు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి. చాలా తక్కువ దూరంలో, అణువులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా వచ్చినప్పుడు, పెద్ద శక్తులు వాటి మధ్య పనిచేస్తాయి.వికర్షక శక్తి యొక్క పరిమాణం. అణువుల మధ్య పెద్ద లేదా మధ్యస్థ దూరాల వద్ద, సాపేక్షంగా బలహీనమైన ఆకర్షణీయ శక్తులు పనిచేస్తాయి. అణువుల మధ్య దూరం సగటున పెద్దదిగా ఉంటే, ఇది చాలా అరుదైన వాయువులో గమనించబడుతుంది, అప్పుడు పరస్పర చర్య అణువులు దగ్గరగా ఎగిరినప్పుడు ఒకదానితో ఒకటి సాపేక్షంగా అరుదైన ఘర్షణల రూపంలో వ్యక్తమవుతుంది. ఆదర్శ వాయువులో, అణువుల పరస్పర చర్య పూర్తిగా నిర్లక్ష్యం చేయబడుతుంది.

ఈ సిద్ధాంతాన్ని జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త R. క్లాసిస్ 1957లో ఆదర్శ వాయువు అని పిలిచే నిజమైన వాయువు యొక్క నమూనా కోసం రూపొందించారు. మోడల్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:

• · అణువుల మధ్య దూరాలు వాటి పరిమాణాలతో పోలిస్తే పెద్దవి;
• · దూరంలో ఉన్న అణువుల మధ్య పరస్పర చర్య లేదు;
• · అణువులు ఢీకొన్నప్పుడు, పెద్ద వికర్షక శక్తులు పనిచేస్తాయి;
• · ఘర్షణల మధ్య స్వేచ్ఛా కదలిక సమయం కంటే ఘర్షణ సమయం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది;
• · కదలికలు న్యూటన్ నియమానికి లోబడి ఉంటాయి;
• · అణువులు - సాగే బంతులు;
• · తోపరస్పర శక్తులు ఘర్షణ సమయంలో సంభవిస్తాయి.

ఆదర్శ గ్యాస్ మోడల్ యొక్క వర్తించే పరిమితులు పరిశీలనలో ఉన్న సమస్యపై ఆధారపడి ఉంటాయి. పీడనం, వాల్యూమ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని ఏర్పరచడం అవసరమైతే, అనేక పదుల వాతావరణాల ఒత్తిడి వరకు మంచి ఖచ్చితత్వంతో వాయువును ఆదర్శంగా పరిగణించవచ్చు. బాష్పీభవనం లేదా ఘనీభవనం వంటి దశ పరివర్తనను అధ్యయనం చేస్తున్నట్లయితే లేదా వాయువులో సమతౌల్యాన్ని స్థాపించే ప్రక్రియను పరిశీలిస్తున్నట్లయితే, అనేక మిల్లీమీటర్ల పాదరసం ఒత్తిడిలో కూడా ఆదర్శ వాయువు నమూనాను ఉపయోగించలేరు.

ఓడ యొక్క గోడపై వాయువు పీడనం గోడపై అణువుల యొక్క అస్తవ్యస్తమైన ప్రభావాల యొక్క పరిణామం; వాటి అధిక పౌనఃపున్యం కారణంగా, ఈ ప్రభావాల ప్రభావం ఓడ యొక్క గోడపై పనిచేసే నిరంతర శక్తిగా మన ఇంద్రియాలు లేదా సాధనాల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. మరియు ఒత్తిడిని సృష్టించడం.

ఒక అణువు దీర్ఘచతురస్రాకార సమాంతర పైప్డ్ ఆకారంలో ఉన్న పాత్రలో ఉండనివ్వండి (Fig. 1). ఉదాహరణకు, X అక్షానికి లంబంగా, పాత్ర యొక్క కుడి గోడపై ఈ అణువు యొక్క ప్రభావాలను పరిశీలిద్దాం. గోడలపై అణువు యొక్క ప్రభావాలను మేము ఖచ్చితంగా సాగేవిగా పరిగణిస్తాము, ఆపై అణువు యొక్క ప్రతిబింబం యొక్క కోణం నుండి గోడ సంభవం యొక్క కోణానికి సమానంగా ఉంటుంది మరియు ప్రభావం ఫలితంగా వేగం యొక్క పరిమాణం మారదు. మా విషయంలో, ప్రభావం మీద, అక్షం మీద అణువు యొక్క వేగం యొక్క ప్రొజెక్షన్ యుమారదు, మరియు అక్షం మీద వేగం యొక్క ప్రొజెక్షన్ Xమార్పు గుర్తు. అందువల్ల, ప్రేరణ యొక్క ప్రొజెక్షన్ ప్రభావంతో సమానమైన మొత్తంతో మారుతుంది, “-” గుర్తు అంటే తుది వేగం యొక్క ప్రొజెక్షన్ ప్రతికూలంగా ఉంటుంది మరియు ప్రారంభ వేగం యొక్క ప్రొజెక్షన్ సానుకూలంగా ఉంటుంది.

1 సెకనులో ఇచ్చిన గోడపై అణువు యొక్క ప్రభావాల సంఖ్యను మేము నిర్ణయిస్తాము. ఏదైనా గోడను తాకినప్పుడు వేగం ప్రొజెక్షన్ పరిమాణం మారదు, అనగా. అక్షం వెంట అణువు యొక్క కదలిక అని మనం చెప్పగలం Xఏకరీతి. 1 సెకనులో, ఇది వేగం యొక్క ప్రొజెక్షన్‌కు సమానమైన దూరాన్ని ఎగురుతుంది. అదే గోడపై ప్రభావం నుండి తదుపరి ప్రభావం వరకు, అణువు X అక్షం వెంట ఓడ యొక్క పొడవు కంటే రెండు రెట్లు సమాన దూరం ఎగురుతుంది 2 ఎల్. కాబట్టి, ఎంచుకున్న గోడపై అణువు యొక్క ప్రభావాల సంఖ్య సమానంగా ఉంటుంది. న్యూటన్ 2వ నియమం ప్రకారం, సగటు శక్తి యూనిట్ సమయానికి శరీరం యొక్క మొమెంటం మార్పుకు సమానం. ఒకవేళ, గోడపై ప్రతి ప్రభావంతో, కణం మొమెంటం మొత్తాన్ని మార్చినట్లయితే మరియు యూనిట్ సమయానికి ప్రభావాల సంఖ్య సమానంగా ఉంటే, అప్పుడు గోడ నుండి అణువుపై పనిచేసే సగటు శక్తి (పరిమాణంలో పనిచేసే శక్తికి సమానం అణువు నుండి గోడ) సమానంగా ఉంటుంది మరియు అణువు యొక్క సగటు పీడనం గోడకు సమానంగా ఉంటుంది , ఎక్కడ వి- ఓడ యొక్క వాల్యూమ్.

అన్ని అణువులు ఒకే వేగంతో ఉంటే, ఈ విలువను కణాల సంఖ్యతో గుణించడం ద్వారా మొత్తం ఒత్తిడిని పొందవచ్చు. ఎన్, అనగా . కానీ గ్యాస్ అణువులు వేర్వేరు వేగాలను కలిగి ఉన్నందున, ఈ సూత్రం వేగం యొక్క స్క్వేర్ యొక్క సగటు విలువను కలిగి ఉంటుంది, అప్పుడు ఫార్ములా రూపాన్ని తీసుకుంటుంది: .

వేగం మాడ్యూల్ యొక్క స్క్వేర్ దాని అంచనాల స్క్వేర్‌ల మొత్తానికి సమానం, ఇది వాటి సగటు విలువలకు కూడా జరుగుతుంది: . థర్మల్ మోషన్ యొక్క అస్తవ్యస్త స్వభావం కారణంగా, వేగం అంచనాల యొక్క అన్ని చతురస్రాల సగటు విలువలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఏ దిశలో అణువుల ప్రాధాన్యత కదలిక లేదు. అందువలన, ఆపై గ్యాస్ పీడనం కోసం సూత్రం రూపం తీసుకుంటుంది: . మేము అణువు యొక్క గతి శక్తిని పరిచయం చేస్తే, అణువు యొక్క సగటు గతి శక్తి ఎక్కడ ఉందో మనం పొందుతాము.

బోల్ట్జ్‌మాన్ ప్రకారం, ఒక అణువు యొక్క సగటు గతి శక్తి సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఆపై ఆదర్శ వాయువు యొక్క పీడనం సమానం లేదా

మీరు కణ ఏకాగ్రతను నమోదు చేస్తే, సూత్రం క్రింది విధంగా తిరిగి వ్రాయబడుతుంది:

కణాల సంఖ్యను పుట్టుమచ్చల సంఖ్య మరియు మోల్‌లోని కణాల సంఖ్య, అవోగాడ్రో సంఖ్యకు సమానం మరియు ఉత్పత్తిగా సూచించవచ్చు. అప్పుడు (1) ఇలా వ్రాయబడుతుంది:

నిర్దిష్ట గ్యాస్ చట్టాలను పరిశీలిద్దాం. స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత మరియు ద్రవ్యరాశి వద్ద, ఇది (4) నుండి అనుసరిస్తుంది, అనగా. స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత మరియు వాయువు ద్రవ్యరాశి వద్ద, దాని పీడనం దాని వాల్యూమ్‌కు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ నియమాన్ని బోయిల్ మరియు మారియోట్ యొక్క చట్టం అని పిలుస్తారు మరియు ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉండే ప్రక్రియను ఐసోథర్మల్ అంటారు.

స్థిరమైన పీడనం వద్ద సంభవించే ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ కోసం, ఇది (4) నుండి అనుసరిస్తుంది, అనగా. వాల్యూమ్ సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ చట్టాన్ని గే-లుసాక్ చట్టం అంటారు.

స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో సంభవించే ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియ కోసం, ఇది (4) నుండి అనుసరిస్తుంది, అనగా. పీడనం సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ చట్టాన్ని చార్లెస్ చట్టం అంటారు.

ఈ మూడు వాయువు చట్టాలు రాష్ట్ర ఆదర్శ వాయు సమీకరణానికి ప్రత్యేక సందర్భాలు. చారిత్రాత్మకంగా, అవి మొదట ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనబడ్డాయి మరియు చాలా తరువాత మాత్రమే పరమాణు భావనల ఆధారంగా సిద్ధాంతపరంగా పొందబడ్డాయి.

ఆదర్శ వాయువు(ఆదర్శ వాయువు) - అణువుల మధ్య పరస్పర చర్యలను నిర్లక్ష్యం చేయగల వాయువు. లేదా: సమతౌల్య స్థితిని క్లాపిరాన్ సమీకరణం ద్వారా వివరించే వాయువు మరియు దీనిలో ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ ఇంటరాక్షన్ శక్తులు లేవు మరియు అణువుల పరిమాణం సున్నా.

ఆదర్శ వాయువు- వాయువు యొక్క గణిత నమూనా, దీనిలో పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క చట్రంలో, ఇది ఊహించబడింది: 1) వాయువును తయారు చేసే కణాల పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్య శక్తిని వాటి గతి శక్తితో పోల్చితే నిర్లక్ష్యం చేయవచ్చు; 2) గ్యాస్ కణాల మొత్తం పరిమాణం చాలా తక్కువ; 3) కణాల మధ్య ఆకర్షణ లేదా వికర్షణ శక్తులు లేవు, ఒకదానికొకటి మరియు ఓడ యొక్క గోడలతో కణాల ఘర్షణలు ఖచ్చితంగా సాగేవి; 4) ఘర్షణల మధ్య సగటు సమయంతో పోలిస్తే కణాల మధ్య పరస్పర చర్య సమయం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఆదర్శ వాయువు యొక్క పొడిగించిన నమూనాలో, దానిలోని కణాలు సాగే గోళాలు లేదా ఎలిప్సోయిడ్ల రూపంలో ఉంటాయి, ఇది అనువాద శక్తిని మాత్రమే కాకుండా, భ్రమణ-ఓసిలేటరీ కదలికను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవడం సాధ్యపడుతుంది. కేంద్రమే కాదు, కణాల కేంద్రేతర ఘర్షణలు కూడా. థర్మోడైనమిక్స్‌లో, ఒక ఆదర్శ వాయువు అనేది క్లాపిరాన్-మెండలీవ్ థర్మల్ సమీకరణానికి కట్టుబడి ఉంటుంది.

గ్యాస్ థర్మోడైనమిక్స్ మరియు ఏరోగాస్డైనమిక్స్ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి మోడల్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, వాతావరణ పీడనం మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద గాలి ఈ నమూనా ద్వారా గొప్ప ఖచ్చితత్వంతో వివరించబడింది. తీవ్రమైన ఉష్ణోగ్రతలు లేదా పీడనాల విషయంలో, అణువుల మధ్య ఆకర్షణను పరిగణనలోకి తీసుకునే వాన్ డెర్ వాల్స్ గ్యాస్ మోడల్ వంటి మరింత ఖచ్చితమైన నమూనా అవసరం.

క్లాసికల్ ఆదర్శ వాయువు (దీని లక్షణాలు క్లాసికల్ మెకానిక్స్ నియమాల నుండి ఉద్భవించాయి మరియు బోల్ట్జ్‌మాన్ గణాంకాలచే వివరించబడ్డాయి) మరియు క్వాంటం ఆదర్శ వాయువు (గుణాలు క్వాంటం మెకానిక్స్ నియమాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి మరియు ఫెర్మీ-డైరాక్ లేదా బోస్-ఐన్‌స్టీన్ గణాంకాల ద్వారా వివరించబడ్డాయి).

వాతావరణ పీడనం ఉనికి 17వ శతాబ్దంలో అనేక ప్రయోగాల ద్వారా నిరూపించబడింది. పరికల్పన యొక్క మొదటి రుజువులలో ఒకటి మాగ్డేబర్గ్ అర్ధగోళాలు, దీనిని జర్మన్ ఇంజనీర్ గెరికే రూపొందించారు. అర్ధగోళాల ద్వారా ఏర్పడిన గోళం నుండి గాలి బయటకు పంపబడింది, ఆ తర్వాత బాహ్య వాయు పీడనం కారణంగా వాటిని వేరు చేయడం కష్టం. వాతావరణ పీడనం యొక్క స్వభావం అధ్యయనంలో భాగంగా మరొక ప్రయోగం రాబర్ట్ బాయిల్ చేత నిర్వహించబడింది. మీరు షార్ట్ ఎండ్ నుండి వంగిన గాజు గొట్టాన్ని టంకము చేసి, పొడవాటి మోచేయికి పాదరసం జోడించినట్లయితే, అది చిన్న మోచేయి పైకి ఎదగదు, ఎందుకంటే ట్యూబ్‌లోని గాలి, కుదించడం, సమతుల్యం చేస్తుంది. దానిపై పాదరసం ఒత్తిడి. 1662 నాటికి, ఈ ప్రయోగాలు బాయిల్-మారియోట్ చట్టం యొక్క సూత్రీకరణకు దారితీశాయి.

1802లో, గే-లుసాక్ మొదటిసారిగా ఓపెన్ ప్రెస్‌లో వాల్యూమ్‌ల చట్టాన్ని ప్రచురించాడు (రష్యన్ భాషా సాహిత్యంలో గే-లుసాక్ చట్టం అని పిలుస్తారు), అయితే గే-లుసాక్ స్వయంగా జాక్వెస్ చార్లెస్ చేత ప్రచురించబడని పనిలో ఈ ఆవిష్కరణ జరిగిందని నమ్మాడు. 1787. వారి నుండి స్వతంత్రంగా, ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త జాన్ డాల్టన్ 1801లో చట్టాన్ని కనుగొన్నారు. అదనంగా, ఈ చట్టాన్ని 17వ శతాబ్దం చివరిలో ఫ్రెంచ్ వ్యక్తి గుయిలౌమ్ అమోంటన్ గుణాత్మకంగా వివరించాడు. తదనంతరం, అతను తన ప్రయోగాలను మెరుగుపరిచాడు మరియు ఉష్ణోగ్రత 0 నుండి 100 °C వరకు మారినప్పుడు, గాలి పరిమాణం 0.375 ద్వారా సరళంగా పెరుగుతుందని కనుగొన్నాడు. ఇతర వాయువులతో సారూప్య ప్రయోగాలు చేసిన తరువాత, గే-లుసాక్ ఈ సంఖ్య అన్ని వాయువులకు ఒకే విధంగా ఉంటుందని కనుగొన్నారు, సాధారణంగా ఆమోదించబడిన అభిప్రాయం ఉన్నప్పటికీ, వేడిచేసినప్పుడు వివిధ వాయువులు వివిధ మార్గాల్లో విస్తరిస్తాయి.

1834లో, ఈ చట్టాల కలయికతో, క్లాపేరాన్ ఆదర్శ వాయు సమీకరణాన్ని సృష్టించగలిగింది. అదే చట్టం, ఇప్పటికే పరమాణు గతి సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించి, ఆగస్ట్ క్రోనిగ్ 1856లో మరియు రుడాల్ఫ్ క్లాసియస్ 1857లో రూపొందించారు.

పరమాణు గతి భావనల ఆధారంగా ఒక ఆదర్శ వాయువు యొక్క లక్షణాలు ఆదర్శ వాయువు యొక్క భౌతిక నమూనా ఆధారంగా నిర్ణయించబడతాయి, దీనిలో క్రింది అంచనాలు రూపొందించబడ్డాయి:

ఈ సందర్భంలో, వాయువు కణాలు ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా కదులుతాయి, గోడపై వాయువు పీడనం యూనిట్ సమయానికి గోడతో కణాల ఢీకొన్న సమయంలో బదిలీ చేయబడిన మొత్తం మొమెంటంకు సమానంగా ఉంటుంది మరియు అంతర్గత శక్తి అనేది శక్తుల మొత్తం. వాయువు కణాలు.

సమానమైన సూత్రీకరణ ప్రకారం, ఆదర్శ వాయువు అనేది బాయిల్-మారియోట్ మరియు గే-లుసాక్ చట్టాన్ని ఏకకాలంలో పాటించే వాయువు, అంటే:

,

పీడనం మరియు సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత ఎక్కడ ఉంటుంది. ఆదర్శ వాయువు యొక్క లక్షణాలు క్లాపిరాన్-మెండలీవ్ సమీకరణం ద్వారా వివరించబడ్డాయి:

,

సార్వత్రిక వాయువు స్థిరాంకం ఎక్కడ ఉంది, ద్రవ్యరాశి, మోలార్ ద్రవ్యరాశి,

,

కణ ఏకాగ్రత ఎక్కడ ఉంది మరియు ఇది బోల్ట్జ్‌మాన్ యొక్క స్థిరాంకం.

వివరాలు వర్గం: పరమాణు-గతి సిద్ధాంతం ప్రచురించబడింది 05.11.2014 07:28 వీక్షణలు: 12962

ఒక పదార్ధం ఉనికిలో ఉండే నాలుగు అగ్రిగేషన్ స్థితులలో గ్యాస్ ఒకటి.

వాయువును తయారు చేసే కణాలు చాలా మొబైల్గా ఉంటాయి. అవి దాదాపు స్వేచ్ఛగా మరియు అస్తవ్యస్తంగా కదులుతాయి, క్రమానుగతంగా బిలియర్డ్ బాల్స్ లాగా ఒకదానితో ఒకటి ఢీకొంటాయి. అటువంటి ఘర్షణ అంటారు సాగే తాకిడి . ఘర్షణ సమయంలో, వారు తమ కదలిక స్వభావాన్ని నాటకీయంగా మార్చుకుంటారు.

వాయు పదార్థాలలో అణువులు, అణువులు మరియు అయాన్ల మధ్య దూరం వాటి పరిమాణాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఈ కణాలు ఒకదానితో ఒకటి చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు గతి శక్తితో పోలిస్తే వాటి సంభావ్య పరస్పర శక్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

నిజమైన వాయువులోని అణువుల మధ్య కనెక్షన్లు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, దాని ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, అణువుల లక్షణాలపై వాల్యూమ్, వాటి పరిమాణం మరియు వాటి కదలిక వేగం యొక్క ఆధారపడటాన్ని వివరించడం కూడా చాలా కష్టం. నిజమైన వాయువుకు బదులుగా, మేము దాని గణిత నమూనాను పరిగణించినట్లయితే, పని చాలా సరళీకృతం చేయబడుతుంది - ఆదర్శ వాయువు .

ఆదర్శ వాయువు నమూనాలో అణువుల మధ్య ఆకర్షణీయమైన లేదా వికర్షక శక్తులు లేవని భావించబడుతుంది. అవన్నీ ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా కదులుతాయి. మరియు క్లాసికల్ న్యూటోనియన్ మెకానిక్స్ యొక్క చట్టాలు వాటిలో ప్రతిదానికి వర్తించవచ్చు. మరియు అవి సాగే ఘర్షణల సమయంలో మాత్రమే ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి. ఘర్షణల మధ్య సమయంతో పోలిస్తే తాకిడి సమయం చాలా తక్కువ.

క్లాసికల్ ఆదర్శ వాయువు

ఆదర్శ వాయువు యొక్క అణువులను ఒకదానికొకటి చాలా దూరంలో ఉన్న భారీ క్యూబ్‌లో చిన్న బంతులుగా ఊహించడానికి ప్రయత్నిద్దాం. ఈ దూరం కారణంగా, వారు ఒకరితో ఒకరు సంభాషించలేరు. అందువల్ల, వారి సంభావ్య శక్తి సున్నా. కానీ ఈ బంతులు గొప్ప వేగంతో కదులుతాయి. అంటే అవి గతిశక్తిని కలిగి ఉంటాయి. అవి ఒకదానికొకటి మరియు క్యూబ్ గోడలతో ఢీకొన్నప్పుడు, అవి బంతుల వలె ప్రవర్తిస్తాయి, అంటే అవి సాగే విధంగా బౌన్స్ అవుతాయి. అదే సమయంలో, వారు తమ కదలిక దిశను మార్చుకుంటారు, కానీ వారి వేగాన్ని మార్చరు. ఆదర్శ వాయువులోని అణువుల చలనం సుమారుగా ఇలా ఉంటుంది.

1. ఆదర్శ వాయువు యొక్క అణువుల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్య శక్తి చాలా చిన్నది, ఇది గతి శక్తితో పోలిస్తే నిర్లక్ష్యం చేయబడుతుంది.
2. ఆదర్శ వాయువులోని అణువులు కూడా చాలా చిన్నవిగా ఉంటాయి కాబట్టి వాటిని మెటీరియల్ పాయింట్లుగా పరిగణించవచ్చు. మరియు దీని అర్థం వారు మొత్తం వాల్యూమ్వాయువు ఉన్న పాత్ర యొక్క పరిమాణంతో పోలిస్తే కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మరియు ఈ వాల్యూమ్ కూడా నిర్లక్ష్యం చేయబడింది.
3. అణువుల ఘర్షణల మధ్య సగటు సమయం ఘర్షణ సమయంలో వాటి పరస్పర చర్య సమయం కంటే చాలా ఎక్కువ. అందువల్ల, పరస్పర చర్య సమయం కూడా విస్మరించబడుతుంది.

గ్యాస్ ఎల్లప్పుడూ అది ఉన్న కంటైనర్ ఆకారాన్ని తీసుకుంటుంది. కదిలే కణాలు ఒకదానికొకటి మరియు కంటైనర్ గోడలతో ఢీకొంటాయి. ప్రభావం సమయంలో, ప్రతి అణువు చాలా తక్కువ సమయం వరకు గోడపై కొంత శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఎలా పుడుతుంది ఒత్తిడి . మొత్తం వాయువు పీడనం అనేది అన్ని అణువుల ఒత్తిడి మొత్తం.

రాష్ట్రం యొక్క ఆదర్శ వాయువు సమీకరణం

ఆదర్శ వాయువు యొక్క స్థితి మూడు పారామితుల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది: ఒత్తిడి, వాల్యూమ్మరియు ఉష్ణోగ్రత. వాటి మధ్య సంబంధం సమీకరణం ద్వారా వివరించబడింది:

ఎక్కడ ఆర్ - ఒత్తిడి,

వి ఎం - మోలార్ వాల్యూమ్,

ఆర్ - యూనివర్సల్ గ్యాస్ స్థిరాంకం,

టి - సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత (డిగ్రీలు కెల్విన్).

ఎందుకంటే వి ఎం = వి / n , ఎక్కడ వి - వాల్యూమ్, n - పదార్ధం మొత్తం, మరియు n= m/M , ఆ

ఎక్కడ m - వాయువు ద్రవ్యరాశి, ఎం - మోలార్ మాస్. ఈ సమీకరణం అంటారు మెండలీవ్-క్లేపెరాన్ సమీకరణం .

స్థిర ద్రవ్యరాశి వద్ద సమీకరణం అవుతుంది:

ఈ సమీకరణం అంటారు యునైటెడ్ గ్యాస్ చట్టం .

మెండలీవ్-క్లిపెరాన్ చట్టాన్ని ఉపయోగించి, ఇతర రెండు తెలిసినట్లయితే గ్యాస్ పారామితులలో ఒకటి నిర్ణయించబడుతుంది.

ఐసోప్రాసెసెస్

ఏకీకృత వాయువు చట్టం యొక్క సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి, వాయువు యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు అతి ముఖ్యమైన పారామితులలో ఒకటి - ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత లేదా వాల్యూమ్ స్థిరంగా ఉండే ప్రక్రియలను అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడుతుంది. భౌతిక శాస్త్రంలో ఇటువంటి ప్రక్రియలను అంటారు ఐసోప్రాసెసెస్ .

నుండి ఏకీకృత వాయువు చట్టం ఇతర ముఖ్యమైన గ్యాస్ చట్టాలకు దారి తీస్తుంది: బాయిల్-మారియోట్ చట్టం, గే-లుసాక్ చట్టం, చార్లెస్ చట్టం, లేదా గే-లుసాక్ యొక్క రెండవ చట్టం.

ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియ

పీడనం లేదా వాల్యూమ్ మారుతూ ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉండే ప్రక్రియను అంటారు ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియ .

ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియలో T = const, m = const .

ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియలో వాయువు యొక్క ప్రవర్తన దీని ద్వారా వివరించబడింది బాయిల్-మారియోట్ చట్టం . ఈ చట్టం ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనబడింది ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త రాబర్ట్ బాయిల్ 1662లో మరియు ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎడ్మే మారియోట్ 1679లో. అంతేకాకుండా, వారు దీనిని ఒకరికొకరు స్వతంత్రంగా చేశారు. బాయిల్-మారియట్ చట్టం ఈ క్రింది విధంగా రూపొందించబడింది: స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆదర్శ వాయువులో, వాయువు పీడనం మరియు దాని వాల్యూమ్ యొక్క ఉత్పత్తి కూడా స్థిరంగా ఉంటుంది.

బోయిల్-మారియట్ సమీకరణాన్ని ఏకీకృత వాయువు చట్టం నుండి తీసుకోవచ్చు. సూత్రంలోకి ప్రత్యామ్నాయం T = కాన్స్ట్ , మాకు దొరికింది

p · వి = స్థిరంగా

అది ఏమిటి బాయిల్-మారియోట్ చట్టం . ఫార్ములా నుండి అది స్పష్టంగా ఉంది స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాయువు యొక్క పీడనం దాని ఘనపరిమాణానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఎక్కువ ఒత్తిడి, తక్కువ వాల్యూమ్, మరియు వైస్ వెర్సా.

ఈ దృగ్విషయాన్ని ఎలా వివరించాలి? వాయువు పరిమాణం పెరిగినప్పుడు వాయువు పీడనం ఎందుకు తగ్గుతుంది?

వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మారదు కాబట్టి, ఓడ యొక్క గోడలతో అణువుల ఘర్షణల ఫ్రీక్వెన్సీ మారదు. వాల్యూమ్ పెరిగితే, అణువుల ఏకాగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది. పర్యవసానంగా, ఒక్కో యూనిట్ సమయానికి గోడలతో ఢీకొనే అణువులు తక్కువగా ఉంటాయి. ఒత్తిడి పడిపోతుంది. వాల్యూమ్ తగ్గినప్పుడు, ఘర్షణల సంఖ్య, విరుద్దంగా పెరుగుతుంది. దీని ప్రకారం, ఒత్తిడి పెరుగుతుంది.

గ్రాఫికల్‌గా, ఒక ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియ కర్వ్ ప్లేన్‌లో ప్రదర్శించబడుతుంది, దీనిని అంటారు ఐసోథర్మ్ . ఆమెకు ఒక ఆకారం ఉంది అతిశయోక్తులు.

ప్రతి ఉష్ణోగ్రత విలువకు దాని స్వంత ఐసోథర్మ్ ఉంటుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రత, సంబంధిత ఐసోథర్మ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ

స్థిరమైన పీడనం వద్ద వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు పరిమాణాన్ని మార్చే ప్రక్రియలు అంటారు ఐసోబారిక్ . ఈ ప్రక్రియ కోసం m = const, P = const.

స్థిరమైన పీడనం వద్ద దాని ఉష్ణోగ్రతపై వాయువు యొక్క వాల్యూమ్ యొక్క ఆధారపడటం కూడా స్థాపించబడింది ప్రయోగాత్మకంగా ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్త జోసెఫ్ లూయిస్ గే-లుసాక్, 1802లో ఎవరు ప్రచురించారు. అందుకే దీనిని పిలుస్తారు గే-లుసాక్ చట్టం : " మొదలైనవి మరియు స్థిరమైన పీడనం, దాని సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు స్థిరమైన వాయువు ద్రవ్యరాశి వాల్యూమ్ యొక్క నిష్పత్తి స్థిరమైన విలువ."

వద్ద పి = స్థిరంగా ఏకీకృత వాయువు చట్టం యొక్క సమీకరణం మారుతుంది గే-లుసాక్ సమీకరణం .

ఐసోబారిక్ ప్రక్రియకు ఉదాహరణ ఒక సిలిండర్ లోపల ఉన్న వాయువు, దీనిలో పిస్టన్ కదులుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, గోడలను కొట్టే అణువుల ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది. ఒత్తిడి పెరుగుతుంది మరియు పిస్టన్ పెరుగుతుంది. ఫలితంగా, సిలిండర్లో గ్యాస్ ఆక్రమించిన వాల్యూమ్ పెరుగుతుంది.

గ్రాఫికల్‌గా, ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ సరళ రేఖ ద్వారా సూచించబడుతుంది, దీనిని అంటారు ఐసోబార్ .

గ్యాస్‌లో ఎక్కువ ఒత్తిడి, తక్కువ సంబంధిత ఐసోబార్ గ్రాఫ్‌లో ఉంటుంది.

ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియ

ఐసోకోరిక్, లేదా ఐసోకోరిక్, స్థిరమైన వాల్యూమ్ వద్ద ఆదర్శ వాయువు యొక్క పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రతను మార్చే ప్రక్రియ.

ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియ కోసం m = const, V = const.

అటువంటి ప్రక్రియను ఊహించడం చాలా సులభం. ఇది స్థిర వాల్యూమ్ యొక్క పాత్రలో సంభవిస్తుంది. ఉదాహరణకు, సిలిండర్‌లో, పిస్టన్ కదలదు, కానీ కఠినంగా స్థిరంగా ఉంటుంది.

ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియ వివరించబడింది చార్లెస్ చట్టం : « స్థిర పరిమాణంలో ఇచ్చిన వాయువు ద్రవ్యరాశికి, దాని పీడనం ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది" ఫ్రెంచ్ ఆవిష్కర్త మరియు శాస్త్రవేత్త జాక్వెస్ అలెగ్జాండర్ సీజర్ చార్లెస్ 1787లో ప్రయోగాల ద్వారా ఈ సంబంధాన్ని స్థాపించారు. 1802లో, గే-లుసాక్ దీనిని స్పష్టం చేశారు. కాబట్టి ఈ చట్టాన్ని కొన్నిసార్లు పిలుస్తారు గే-లుసాక్ యొక్క రెండవ నియమం.

వద్ద వి = స్థిరంగా ఏకీకృత వాయువు చట్టం యొక్క సమీకరణం నుండి మేము సమీకరణాన్ని పొందుతాము చార్లెస్ చట్టం లేదా గే-లుసాక్ యొక్క రెండవ నియమం .

స్థిరమైన వాల్యూమ్ వద్ద, దాని ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే వాయువు యొక్క పీడనం పెరుగుతుంది. .

గ్రాఫ్‌లపై, ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియ అనే పంక్తి ద్వారా సూచించబడుతుంది ఐసోచోర్ .

గ్యాస్ ఆక్రమించిన పెద్ద వాల్యూమ్, ఈ వాల్యూమ్‌కు సంబంధించిన ఐసోచోర్ తక్కువగా ఉంటుంది.

వాస్తవానికి, గ్యాస్ పరామితి మారకుండా నిర్వహించబడదు. ఇది ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో మాత్రమే చేయబడుతుంది.

సహజంగానే, ప్రకృతిలో ఆదర్శ వాయువు లేదు. కానీ చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు 200 వాతావరణాలకు మించని పీడనాల వద్ద నిజమైన అరుదైన వాయువులలో, అణువుల మధ్య దూరం వాటి పరిమాణాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, వాటి లక్షణాలు ఆదర్శవంతమైన వాయువును చేరుకుంటాయి.